WO2017020682A1 - 一种缓解眼底血管病变的医疗装置及其控制方法 - Google Patents

一种缓解眼底血管病变的医疗装置及其控制方法 Download PDF

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WO2017020682A1
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module
sleep state
monitoring
sleep
medical device
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PCT/CN2016/089400
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English (en)
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段文锋
陈芝清
李尚文
姬伟超
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成都康拓邦科技有限公司
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00—Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/06—Radiation therapy using light

Definitions

  • the invention relates to a medical device, in particular to a medical device for relieving fundus vascular lesions, and to provide a control method for the device.
  • Diabetic eye disease is the most common complication of diabetes, including diabetic macular edema, retinopathy, etc., is the most common cause of preventable blindness in adults.
  • diabetes is the most common complication of diabetes, including diabetic macular edema, retinopathy, etc.
  • Retinopathy is in The prevalence rate in the diabetic population was 24.7% to 37.5%.
  • phototherapy is the treatment of ocular diseases by means of direct irradiation, and the illumination intensity cannot be adjusted, and in similar devices disclosed in WO 2011/135362, CN103596621 and CN 104245047 It has been improved in terms of comfort and flexibility, consisting of a box with a light source, a light source with a small heat generation (OLED lamp), and a controller that can adjust the parameters of the light source (such as brightness, working time, etc.). And a core module such as a sensor that determines whether the device is worn or not.
  • the light source emitted by the improved device still has a defect that in the sleepless or light sleep state, the strong light intensity interferes with the wearer's falling asleep, or accidentally wakes up the wearer who has fallen asleep.
  • the object of the present invention is to overcome the problem that the device in the prior art can not adjust the illumination intensity according to the user's sleep condition, thereby affecting the rest of the user; and providing a device for relieving fundus vascular lesions that solves the above problems, and discloses the device. Control Method.
  • a medical device for relieving fundus vascular lesions comprising:
  • MCU controller central control and processing module
  • the light therapy module comprises: a light source driving module and a light source array, wherein the light source driving module is configured to receive the control command generated by the MCU controller, perform power amplification and drive the light source array to emit light, and in the present invention, the light source is capable of emitting the device.
  • the light source driving module is configured to receive the control command generated by the MCU controller, perform power amplification and drive the light source array to emit light, and in the present invention, the light source is capable of emitting the device.
  • Devices of intensity and wavelength light that can be used but are not limited to light emitting elements such as LEDs and OLEDs;
  • Wearing state monitoring module real-time monitoring of the wearing state of the device, the module can sense whether the device is better fitted with the human body, thereby monitoring the wearing state, which can be used but is not limited to a capacitive contact sensor, an infrared proximity switch, a pressure sensor, etc. element;
  • the invention also discloses a control method for a medical device for relieving fundus vascular lesions, which comprises the following steps:
  • the patient monitoring pulse signal is measured by the sleep monitoring module, and the signal is AD-converted and then transmitted to the MCU controller, and the MCU controller monitors the patient's sleep state through the sleep state monitoring algorithm;
  • Data transmission module used for transmitting and receiving control commands and usage data in a wireless communication manner with the control terminal, which can be used but is not limited to a Bluetooth module, a WIFI module, or the like;
  • Data recording module recording user usage data
  • the power module is a rechargeable power module, which is composed of a rechargeable lithium battery and a peripheral charging and discharging circuit.
  • the clock module, the data recording module and the data transmission module are all integrated into the device.
  • Pulse wave acquisition devices are diverse and typically consist of a pair of light emitting diodes (LEDs) and receiver tubes.
  • the light-emitting tube emits a constant light source, infrared light having a wavelength of about 940 nm, and the infrared light passes through the upper epidermis and the dermis layer to reach the arterial blood vessel, and then reflects or transmits to the receiving tube. Since the emission light source is constant, the intensity of the received light is affected by the change in the volume of the arterial vessel, so that the pulsation information of the arterial vessel volume in each cardiac cycle, that is, the pulse wave signal, can be extracted from the change in the received light intensity.
  • the pulse wave signal is filtered by a digital band pass filter of 0.05 Hz to 20 Hz; after the above preprocessing, the low frequency motion interference signal and the high frequency circuit interference signal can be effectively eliminated, and the accuracy of the pulse wave signal is improved; Because the eye mask will move a small amount during use, the small range of movement will bring certain low frequency interference to the pulse wave signal, but after the above preprocessing, the interference can be effectively avoided; that is, the interference can be in the algorithm
  • the signal preprocessing step is effectively removed by a filter.
  • the invention implements decision tree determination using two parameters LF/HF and Mean_IPP with the best identification, which greatly reduces the computational complexity, and uses the 4Hz resampling technique in step (5) to process the interpulse periodic sequence to improve the accuracy of power spectrum estimation. .
  • Light therapy module comprising LED driver module and LED array, LED driver module is used for receiving control commands generated by the MCU controller, performing power amplification and driving the LED array;
  • Wearing condition monitoring module using a capacitive contact sensor to monitor the wearing state of the device in real time;
  • Power Module Provides a stable power supply to the unit.
  • the patient monitoring pulse signal is measured by the sleep monitoring module, and the signal is AD-converted and then transmitted to the MCU controller, and the MCU controller monitors the patient's sleep state through the sleep state monitoring algorithm;
  • the light therapy module is not turned on; if the sleep state is entered, it is determined whether the sleep state is a fast eye movement sleep state or a non-rapid eye movement sleep state, and the light therapy module is turned on according to the sleep state.
  • the apparatus for measuring the pulse wave signal of the patient is optimized on the basis of the embodiment 1.
  • the apparatus for measuring the pulse wave signal of the patient in the embodiment is a reflective photoelectric volume pulse wave sensor.
  • This embodiment provides a sleep state monitoring algorithm, which effectively simplifies the computational complexity and improves the accuracy of the detection result.
  • the specific operation process of the sleep state monitoring algorithm is as follows:
  • LF low frequency band
  • HF high frequency band
  • the cycle diagram method in step (5), the power spectrum extraction method in step (6), and the energy calculation method are all prior art, and therefore will not be described in detail in this document.
  • control terminal is added on the basis of Embodiment 2, and the structure of the device is optimized, as shown in FIG. 1, and the specific settings are as follows:
  • the control terminal is configured to receive the usage data returned by the device, and control the device in a wireless manner.
  • the control terminal in this embodiment is the external control system shown in FIG.
  • the device also includes:
  • Data transmission module a Bluetooth transmission module for transmitting and receiving control commands and usage data with the control terminal;
  • Data recording module recording user usage data
  • Clock module used to generate system time and date information
  • the power module is a rechargeable power module, which is composed of a rechargeable lithium battery and a peripheral charging and discharging circuit.
  • a specific control method for a medical device for relieving fundus vascular lesions is as follows:
  • the patient monitoring pulse signal is measured by the sleep monitoring module, and the signal is AD-converted and then transmitted to the MCU controller, and the MCU controller monitors the patient's sleep state through the sleep state monitoring algorithm;
  • the light therapy module is not turned on; if the sleep state is entered, it is determined whether the sleep state is a fast eye movement sleep state or a non-rapid eye movement sleep state;
  • the working condition of the recording light therapy module is transmitted to the control terminal through the data transmission module.
  • the effective setting of the treatment time and the treatment light intensity can be effectively realized, and the treatment time is not enough or too long, and the use of different people can be adapted.
  • the embodiment optimizes the carrier-bearing structure of the device on the basis of the embodiment 3.
  • the device is installed in an eye-mask structure composed of a three-layer structure, and the three-layer structure of the eye-mask structure is an inner layer. , middle and outer layers, as shown in Figure 2, the specific settings are as follows:
  • a light-emitting window 1 is disposed at each of the inner layers of the inner layer, a wear monitoring sensor placement window 3 is disposed on the upper left portion of the inner layer, and a sleep monitoring module placement window 4 is disposed on the upper right portion of the inner layer;
  • the middle layer is a hard layer, and is connected by two circuit boards 5 through a signal line 6.
  • the light treatment module 7 is mounted on the circuit board 5 at a position corresponding to the light-emitting window 1, and is worn at a position corresponding to the wearing monitoring sensor installation window 3.
  • the state monitoring module 8 is provided with a sleep monitoring module 9 corresponding to the sleep monitoring module setting window 4, and the circuit board 5 further includes a power module 10, an MCU controller 11, a data transmission module 12, a data recording module 13, and a clock module 14. ;
  • the outer layer is provided with a heat dissipation area 2; the left and right sides of the eye mask structure are connected by an elastic band.
  • the wearing degree can be effectively ensured, the interference to the user's sleep can be minimized, and the setting can effectively meet the monitoring sleep state and effectively adjust the eye part.
  • the purpose of the intensity of the light source is to effectively achieve the therapeutic effect.

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Abstract

一种缓解眼底血管病变的医疗装置及其控制方法，解决了现有装置影响用户入睡的问题。该医疗装置包括：MCU控制器（11）：中心控制和处理模块；光治疗模块（7）：包含光源驱动模块和光源阵列两部分，光源驱动模块用于接收MCU控制器生成的控制指令，进行功率放大并驱动光源阵列；佩戴状态监测模块（8）：对装置的佩戴状态进行实时监测；睡眠监测模块（9）：测量患者脉搏波信号，并将信号进行AD转换后传入MCU控制器（11），由MCU控制器（11）通过睡眠状态监测算法监测患者睡眠状态；电源模块（10）：为装置提供稳定的电源。该医疗装置及其控制方法具有根据用户睡眠状态对光治疗模式进行调节，避免干扰用户睡眠质量等优点。

Description

一种缓解眼底血管病变的医疗装置及其控制方法 技术领域
本发明涉及一种医疗装置，具体涉及的是一种缓解眼底血管病变的医疗装置，并提供了该装置的控制方法。
背景技术
糖尿病性眼疾病的危害：糖尿病性眼疾病是糖尿病最常见的并发症，包括糖尿病黄斑水肿、视网膜病变等，是成年人可预防性失明的最常见原因。根据中华医学会糖尿病学分会和眼科学会的流行病学调查数据显示，在我国，20岁以上成年人糖尿病患病率为9.7％，是世界上糖尿病患者数最多的国家[1]，视网膜病变在糖尿病患者人群中的患病率为24.7％～37.5％。
糖尿病性眼疾病的发病机理：当前医学界对于糖尿性眼疾病的发病机理缺乏全面的理解，但是大量临床试验结果表明，糖尿病患者身上晚期糖化终产物(AGEs)引起的一系列连锁反应，会加剧血管内皮生长因子(VEGF)过度生长，进而导致视网膜病变和视力衰退。
传统治疗手段及缺点：当前国内外对于糖尿病性眼疾病的治疗手段主要分为两种：激光手术和血管内皮生长因子抑制(anti-VEGF)药物玻璃体注射。然而，激光疗法在视力恢复方面效果不佳，即便手术成功，患者视力下降通常也会在五年后加剧。Anti-VEGF药物(如雷珠单抗)的费用较高，并且需要实施多次玻璃体药物注射，导致整个治疗成本非常高昂。更重要的是，这两种方法通常都只能在视网膜病变较为严重时才能实施。
新治疗手段的技术原理及优点：英国眼科学家Geoffrey Bernard Arden教授领导的科研小组认为视网膜圆柱细胞暗适应引起的组织缺氧是血管内皮生长因子过度生长的主要原因，并通过近20年的临床研究，证明了可以通过光疗法来减弱圆柱细胞暗适应过程，抑制VEGF过度生长，进而达到缓解糖尿病视网膜病变的目的。相对于激光手术和玻璃体药物注射这两种传统治疗方式而言， 光疗法为糖尿病性眼疾病提供了一种完全无创、成本低廉、易于实施、可以在病变早期就进行干预的新的治疗手段。
新治疗手段的不足：现有技术中的光疗法均是采用直接照射的方式对眼疾病进行治疗，无法对光照强度进行调节，而在WO 2011/135362、CN103596621及CN 104245047所公开的类似装置中，其在舒适度和灵活性方面做了改进，由放置发光源的盒体、具有较小发热量的发光源(OLED灯)、可以调节发光源参数(如亮度、工作时长等)的控制器以及确定装置是否被佩戴的传感器等核心模块构成。但该改进后的装置发射的光源依然存在缺陷，即在未眠或浅眠状态时，较强的光线强度对会对佩戴者的入睡产生干扰，或者意外唤醒已经入睡的佩戴者。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中装置不能根据用户睡眠情况对光照强度进行调节，进而影响使用者休息的问题；提供解决上述问题的一种缓解眼底血管病变的装置，并公开了该装置的控制方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种缓解眼底血管病变的医疗装置，包括：
MCU控制器：中心控制和处理模块；
光治疗模块：其中包含光源驱动模块和光源阵列两部分，光源驱动模块用于接收MCU控制器生成的控制指令，进行功率放大并驱动光源阵列发光，本发明中，光源为能够发射出装置所需强度和波长光线的器件，其可以使用但不仅限于LED和OLED等发光元件；
佩戴状态监测模块：对装置的佩戴状态进行实时监测，该模块能够感应装置是否与人体较好的贴合，从而监测佩戴状态，其可以使用但不仅限于电容接触传感器、红外线接近开关和压力传感器等元件；
睡眠监测模块：测量患者脉搏波信号，并将信号进行AD转换后传入MCU控制器，由MCU控制器通过睡眠状态监测算法监测患者睡眠状态，并根 据睡眠状态调节光治疗模式；该模块可以为一切能够在不影响患者睡眠情况下，非侵入地测量患者脉搏波信号的传感器模块，其包括但不仅限于光电容积脉搏波传感器等；
电源模块：为装置提供稳定的电源。
缓解眼底血管病变的原理是：基于视网膜圆柱细胞暗适应抑制原理，从而帮助糖尿病患者缓解视网膜病变。本发明通过睡眠监测模块测量患者脉搏波信号，并根据检测到脉搏波信号通过睡眠状态监测算法实现患者睡眠状态的连续检测和跟踪，进而根据患者睡眠状态调节光治疗模块的光源参数，有效避免光照对未眠状态、以及强光对浅眠状态的佩戴者睡眠产生干扰，同时增强深眠状态下的光照强度，提高治疗效果。
本发明还公开了一种缓解眼底血管病变的医疗装置的控制方法，其具体包括以下步骤：
(1)采用佩戴状态监测模块检测装置的佩戴情况，若未佩戴，则继续进行监测，若佩戴完成，则进入下一步；
(2)采用睡眠监测模块测量患者脉搏波信号，并将信号进行AD转换后传入MCU控制器，由MCU控制器通过睡眠状态监测算法监测患者睡眠状态；
(3)若未进入睡眠状态，则不开启光治疗模块；若进入睡眠状态，则判定该睡眠状态是快速眼动睡眠状态还是非快速眼动睡眠状态，根据睡眠状态开启光治疗模块。
进一步地，本发明的装置还包括：
控制终端：用于接收装置传回的使用数据，并通过无线的方式对装置进行控制；
数据传输模块：用以跟控制终端之间以无线通信方式进行控制指令和使用数据的收发，其可以使用但不仅限于蓝牙模块，WIFI模块等；
数据记录模块：记录用户的使用数据；
时钟模块：用于产生系统时间及日期信息，即用于获取用户的使用起始时间、使用时长等信息；
所述电源模块为可充电电源模块，其由可充电式锂电池及外围充放电电路组成。其中时钟模块、数据记录模块以及数据传输模块均集成到装置中。
在装置进行佩戴之前，可以先通过控制终端对光治疗模块的工作参数进行设置，然后再进行佩戴，具体过程为：
(a)通过数据传输模块连接控制终端和装置；
(b)在控制终端上设置装置的工作参数，并通过数据传输模块将工作参数发送到MCU控制器中，佩戴后，再根据工作参数以及佩戴状态监测模块和睡眠监测模块的监测结果控制光治疗模块的工作，并通过数据记录模块记录光治疗模块的工作使用情况；
(c)光治疗模块停止工作后，将记录光治疗模块的工作使用情况通过数据传输模块传输给控制终端。
更进一步，为了在达到效果的同时提高佩戴时的舒适程度，所述装置安装在由三层结构组成的眼罩式结构中，该眼罩式结构的三层结构分别为内层、中层和外层；其中，内层双眼处各设置一个发光窗口，该内层左上部设置有佩戴监测传感器安置窗口，内层右上部则设置有睡眠监测模块安置窗口；该中层为硬件层，由两块电路板通过信号线连接，所述电路板上与发光窗口对应位置安装有光治疗模块，与佩戴监测传感器安置窗口对应位置安装有佩戴状态监测模块，与睡眠监测模块安置窗口对应位置安装有睡眠监测模块，该电路板上还集成电源模块、MCU控制器、数据传输模块、数据记录模块和时钟模块；所述外层上设置散热区域；眼罩式结构左右两侧通过弹力带连接。
因现有技术中睡眠检测仪器的脉搏波信号均是从脚趾或者手指部位测得，若从脚趾或者手指部位采集脉搏波信号，再传递给MCU控制器对睡眠状态进行监测，则破坏了装置的完整性，且会对使用者睡眠造成较大影响。
因而为了增强装置的完整性并避免对使用者睡眠造成影响，本发明的睡眠 检测仪器需要集成在装置中，同时从患者眼部周围获得测量的脉搏波信号。
脉搏波采集装置的种类多样，通常由一对发光二极管(LED)和接收管组成。发光管发射恒定光源，波长约为940nm的红外光，该红外光透过上表皮和和真皮层到达动脉血管，再经过反射或透射后到达接收管。由于发射光源恒定，接收光的强度受动脉血管容量变化的影响，因此可以从接收光强度的变化中提取出动脉血管容量在每个心动周期有规律的博动信息，即脉搏波信号。
因额头部位血管较为丰富，包含左颞血管、右颞血管、眶上血管、颞动脉前支等。为了增强脉搏波信号的测量准确度，本发明中所述测量患者脉搏波信号的仪器优选为反射式光电容积脉搏波传感器，通过该反射式光电容积脉搏波传感器在左颞、右颞和额头中下部皆可测得脉搏波信号，满足使用者需求。
由于左颞部有效测量范围较宽，佩戴者翻身等引起的眼罩的移动量有限，只要不是发生眼罩严重脱落，传感器仍然可以测得脉搏波信号。因而本发明选择在左颞部位放置传感器测量脉搏波信号。
为了提高测量准确度，本发明优化了睡眠状态监测算法，采用更周密的信号处理算法和决策树机制，仅仅只需要使用脉搏波信号便可区分觉醒、快速眼动期睡眠(浅睡眠)、非快速眼动期睡眠(深度睡眠)三种状态。本发明中所述睡眠状态监测算法的过程为：
(1)采用0.05Hz～20Hz的数字带通滤波器对脉搏波信号进行滤波处理；通过上述预处理后，可以有效消除低频运动干扰信号和高频电路干扰信号，提高脉搏波信号的精度；同时，因眼罩在使用过程中会有小幅度移动，该小范围移动会给脉搏波信号带来一定的低频干扰，但是通过上述预处理后，可有效避免这一干扰；即该干扰可以在算法的信号预处理环节中通过滤波器有效地去除。
(2)检测各心动周期脉搏波峰值，并提取IPP序列；
(3)求取特定时间窗内的IPP均值Mean_IPP；
(4)三次样条插值算法对IPP序列插值；
(5)4Hz采样率对插值后IPP序列采样；
(6)周期图法求得IPP序列功率谱；
(7)提取LF和HF两部份功率谱并计算能量；
(8)求取LF和HF的能量比值LF/HF；
(9)当LF/HF大于门限值1时，判定为快速眼动睡眠状态；当LF/HF小于或等于门限值1时，则进入下步；
(10)当LF/HF大于门限值2时，判定为非快速眼动睡眠状态；当LF/HF小于或等于门限值2时，则判定为觉醒状态。
本发明使用辨识度最好的两个参数LF/HF和Mean_IPP实施决策树判定，大大降低了计算复杂度，使用步骤(5)中4Hz重采样技术处理脉间周期序列，提高功率谱估计的精度。
进一步，所述门限值1为1.71，门限值2为0.996。通过多次实验证明，在该门限值的设定下，本发明的睡眠状态监测准确率达到99％以上。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
1、本发明通过睡眠监测模块测量患者脉搏波信号，并根据检测到的脉搏波信号通过睡眠状态监测算法实现患者睡眠状态的连续检测和跟踪，进而根据患者睡眠状态调节光治疗模块的光源参数，有效避免光照对未眠状态、以及强光对浅眠状态的佩戴者睡眠产生干扰，同时增强深眠状态下的光照强度，提高治疗效果；
2、本发明采用更周密的信号处理算法和决策树机制，仅仅只需要使用脉搏波信号便可区分觉醒、快速眼动期睡眠(浅睡眠)、非快速眼动期睡眠(深度睡眠)三种状态；通过上述信号处理算法得到的检测结果准确率优于现有技术；
3、本发明中测量患者脉搏波信号的仪器优选为反射式光电容积脉搏波传感器，通过该反射式光电容积脉搏波传感器的设置，有效实现在眼眶周围获取患者脉搏波信号的目的，同时，该设置有效增强装置的完整性，并避免了对使 用者睡眠造成影响，提高使用舒适感。
附图说明
图1为本发明实施例3的结构原理图。
图2为本发明实施例4的结构示意图。
图3为本发明中睡眠状态监测算法的流程图。
其中，图中附图标记对应的零部件名称为：
1－发光窗口，2－散热区域，3－佩戴监测传感器安置窗口，4－睡眠监测模块安置窗口，5－电路板，6－信号线，7－光治疗模块，8－佩戴状态监测模块，9－睡眠监测模块，10－电源模块，11－MCU控制器，12－数据传输模块，13－数据记录模块，14－时钟模块。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种缓解眼底血管病变的装置，包括：
MCU控制器：中心控制和处理模块；
光治疗模块：其中包含LED驱动模块和LED阵列两部分，LED驱动模块用于接收MCU控制器生成的控制指令，进行功率放大并驱动LED阵列；
佩戴状态监测模块：使用电容接触传感器，对装置的佩戴状态进行实时监测；
睡眠监测模块：测量患者脉搏波信号，并将信号进行AD转换后传入MCU控制器，由MCU控制器通过睡眠状态监测算法监测患者睡眠状态；该模块可以为一切能够在不影响患者睡眠情况下，非侵入地测量患者脉搏波信号的传感器模块。
电源模块：为装置提供稳定的电源。
本实施例中所述装置的工作过程如下：
(1)采用佩戴状态监测模块检测装置的佩戴情况，若未佩戴，则继续进行监测，若佩戴完成，则进入下一步；
(2)采用睡眠监测模块测量患者脉搏波信号，并将信号进行AD转换后传入MCU控制器，由MCU控制器通过睡眠状态监测算法监测患者睡眠状态；
(3)若未进入睡眠状态，则不开启光治疗模块；若进入睡眠状态，则判定该睡眠状态是快速眼动睡眠状态还是非快速眼动睡眠状态，根据睡眠状态开启光治疗模块。
通过上述工作过程，即可有效根据用户的睡眠状态确认是否开启光治疗模块。即当睡眠状态处于未眠时，则不开启光治疗模块，没有光照，即可有效促使使用者快速进入睡眠状态，当用户处于浅度睡眠状态时，则开启光治疗模块的LED阵列中的部分LED，达到治疗的目的，当用户处于深度睡眠状态时，则增加LED阵列中的LED的开启数量，增加光照强度，有效提高治疗效果。
实施例2
本实施例是在实施例1的基础上优化了测量患者脉搏波信号的仪器，本实施例中所述测量患者脉搏波信号的仪器为反射式光电容积脉搏波传感器。
本实施例提供了一种睡眠状态监测算法，有效简化运算复杂程度，同时提高了检测结果的准确率，如图3所示，该睡眠状态监测算法具体运算过程如下：
(1)采用0.05Hz～20Hz的数字带通滤波器对脉搏波信号进行滤波处理；
(2)检测各心动周期脉搏波峰值，并提取IPP序列；
(3)求取特定时间窗内的IPP均值Mean_IPP；
(4)三次样条插值算法对IPP序列插值；
(5)4Hz采样率对插值后IPP序列采样；
(6)周期图法求得IPP序列功率谱；
(7)提取LF和HF两部份功率谱并计算能量；
(8)求取LF和HF的能量比值LF/HF；
(9)当LF/HF大于门限值1时，判定为快速眼动睡眠状态；当LF/HF小于或等于门限值1时，则进入下步，所述门限值1为1.71；
(10)当LF/HF大于门限值2时，判定为非快速眼动睡眠状态；当LF/HF小于或等于门限值2时，则判定为觉醒状态；所述门限值2为0.996。
其中，LF(低频段)范围：0.05～0.15Hz；HF(高频段)范围：0.15～0.4Hz；且步骤(4)中的三次样条插值算法、步骤(4)中4Hz采样率重新采样、步骤(5)中周期图法、步骤(6)中功率谱的提取方法以及能量的计算方法均为现有技术，因此在本文件中不再赘述。
实施例3
本实施例是在实施例2的基础上增加了控制终端，并优化了装置的结构，如图1所示，其具体设置如下：
所述控制终端，用于接收装置传回的使用数据，并通过无线的方式对装置进行控制，本实施例中的控制终端即为图1中所示的外部控制系统。
所述装置还包括：
数据传输模块：为蓝牙传输模块，用以跟控制终端之间进行控制指令和使用数据的收发；
数据记录模块：记录用户的使用数据；
时钟模块：用于产生系统时间及日期信息；
所述电源模块为可充电电源模块，其由可充电式锂电池及外围充放电电路组成。
本实施例中，一种缓解眼底血管病变的医疗装置的具体控制方法如下：
(1)在佩戴装置之前，通过数据传输模块连接控制终端和装置；
(2)在控制终端上设置装置的工作参数，并通过数据传输模块将工作参数发送到MCU控制器中；
(3)采用佩戴状态监测模块检测装置的佩戴情况，若未佩戴，则继续进 行监测，若佩戴完成，则进入下一步；
(4)采用睡眠监测模块测量患者脉搏波信号，并将信号进行AD转换后传入MCU控制器，由MCU控制器通过睡眠状态监测算法监测患者睡眠状态；
若未进入睡眠状态，则不开启光治疗模块；若进入睡眠状态，则判定该睡眠状态是快速眼动睡眠状态还是非快速眼动睡眠状态；
(5)根据工作参数以及佩戴状态监测模块和睡眠监测模块的监测结果控制光治疗模块的工作，并通过数据记录模块记录光治疗模块的工作使用情况；
(6)光治疗模块停止工作后，将记录光治疗模块的工作使用情况通过数据传输模块传输给控制终端。
通过上述设置既可以有效实现治疗时间、治疗光线强度的有效设定，避免治疗时间不够或过长的情况发生，进而适应不同人群的使用。
实施例4
本实施例在实施例3的基础上优化了装置的承载载体结构，本实施例中所述装置安装在由三层结构组成的眼罩式结构中，该眼罩式结构的三层结构分别为内层、中层和外层，如图2所示，具体设置如下：
该内层双眼处各设置一个发光窗口1，该内层左上部设置有佩戴监测传感器安置窗口3，内层右上部则设置有睡眠监测模块安置窗口4；
该中层为硬质层，由两块电路板5通过信号线6连接，所述电路板5上与发光窗口1对应位置安装有光治疗模块7，与佩戴监测传感器安置窗口3对应位置安装有佩戴状态监测模块8，与睡眠监测模块安置窗口4对应位置安装有睡眠监测模块9，该电路板5上还集成电源模块10、MCU控制器11、数据传输模块12、数据记录模块13和时钟模块14；
所述外层上设置散热区域2；眼罩式结构左右两侧通过弹力带连接。
通过上述结构的设置，既能有效保证佩戴的舒适程度，最大化地减少对用户睡眠的干扰，而且通过该设置还能有效满足监测睡眠状态以及有效调节眼部 光源强度的目的，进而有效达到治疗的效果。
上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

  1. 一种缓解眼底血管病变的医疗装置，其特征在于，包括：
    MCU控制器：中心控制和处理模块；
    光治疗模块：其中包含光源驱动模块和光源阵列两部分，光源驱动模块用于接收MCU控制器生成的控制指令，进行功率放大并驱动光源阵列发光；
    佩戴状态监测模块：对装置的佩戴状态进行实时监测；
    睡眠监测模块：测量患者脉搏波信号，并将信号进行AD转换后传入MCU控制器，由MCU控制器通过睡眠状态监测算法监测患者睡眠状态，并根据睡眠状态调节光治疗模式；
    电源模块：为装置提供稳定的电源。
  2. 根据权利要求1所述的一种缓解眼底血管病变的医疗装置，其特征在于，还包括：
    控制终端：用于接收装置传回的使用数据，并通过无线的方式对装置进行控制；
    数据传输模块：用以跟控制终端之间进行控制指令和使用数据的收发；
    数据记录模块：记录用户的使用数据；
    时钟模块：用于产生系统时间及日期信息；
    所述电源模块为可充电电源模块，其由可充电式锂电池及外围充放电电路组成。
  3. 根据权利要求2所述的一种缓解眼底血管病变的医疗装置，其特征在于，所述装置安装在由三层结构组成的眼罩式结构中，该眼罩式结构的三层结构分别为内层、中层和外层；其中，内层双眼处各设置一个发光窗口(1)，该内层左上部设置有佩戴监测传感器安置窗口(3)，内层右上部则设置有睡眠监测模块安置窗口(4)；该中层为硬件层，由两块电路板(5)通过信号线(6)连接，所述电路板(5)上与发光窗口(1)对应位置安装有光治疗模块(7)，与佩戴监测传感器安置窗口(3)对应位置安装有佩戴状态监测模块(8)，与睡眠监测模块安置窗口(4)对应位置安装有睡眠监测模块(9)，该电路板(5)上还集成电源模块(10)、MCU控制器(11)、数据传输模块(12)、数据记录模块(13)和时钟模块(14)；所述外层上设置散热区域(2)；眼罩式结构左右两侧通过弹力带连接。
  4. 根据权利要求1所述的一种缓解眼底血管病变的医疗装置，其特征在于，所述测量患者脉搏波信号的仪器为光电容积脉搏波传感器。
  5. 根据权利要求1～4任一项所述的一种缓解眼底血管病变的医疗装置，其特征在于，所述睡眠状态监测算法的过程为：
    (1)采用0.05Hz～20Hz的数字带通滤波器对脉搏波信号进行滤波处理；
    (2)检测各心动周期脉搏波峰值，并提取IPP序列；
    (3)求取特定时间窗内的IPP均值Mean_IPP；
    (4)三次样条插值算法对IPP序列插值；
    (5)4Hz采样率对插值后IPP序列采样；
    (6)周期图法求得IPP序列功率谱；
    (7)提取LF和HF两部份功率谱并计算能量；
    (8)求取LF和HF的能量比值LF/HF；
    (9)当LF/HF大于门限值1时，判定为快速眼动睡眠状态；当LF/HF小于或等于门限值1时，则进入下步；
    (10)当LF/HF大于门限值2时，判定为非快速眼动睡眠状态；当LF/HF小于或等于门限值2时，则判定为觉醒状态。
  6. 根据权利要求5所述的一种缓解眼底血管病变的医疗装置，其特征在于，所述门限值1为1.71，门限值2为0.996。
  7. 一种缓解眼底血管病变的医疗装置的控制方法，其特征在于，包括：
    (1)采用佩戴状态监测模块检测装置的佩戴情况，若未佩戴，则继续进行监测，若佩戴完成，则进入下一步；
    (2)采用睡眠监测模块测量患者脉搏波信号，并将信号进行AD转换后传入MCU控制器，由MCU控制器通过睡眠状态监测算法监测患者睡眠状态；
    (3)若未进入睡眠状态，则不开启光治疗模块；若进入睡眠状态，则判定该睡眠状态是快速眼动睡眠状态还是非快速眼动睡眠状态，根据睡眠状态调节光治疗模式。
  8. 根据权利要求7所述的一种缓解眼底血管病变的医疗装置的控制方法，其特征在于，在装置进行佩戴之前，通过控制终端设置光治疗模块的工作参数，操作过程为：
    (a)通过数据传输模块连接控制终端和装置；
    (b)在控制终端上设置装置的工作参数，并通过数据传输模块将工作参数发送 到MCU控制器中，根据工作参数以及佩戴状态监测模块和睡眠监测模块的监测结果控制光治疗模块的工作，并通过数据记录模块记录光治疗模块的工作情况；
    (c)光治疗模块停止工作后，将记录光治疗模块的工作情况通过数据传输模块传输给控制终端。
  9. 根据权利要求7或8所述的一种缓解眼底血管病变的医疗装置的控制方法，其特征在于，所述睡眠状态监测算法的过程为：
    (1)采用0.05Hz～20Hz的数字带通滤波器对脉搏波信号进行滤波处理；
    (2)检测各心动周期脉搏波峰值，并提取IPP序列；
    (3)求取特定时间窗内的IPP均值Mean_IPP；
    (4)三次样条插值算法对IPP序列插值；
    (5)4Hz采样率对插值后IPP序列采样；
    (6)周期图法求得IPP序列功率谱；
    (7)提取LF和HF两部份功率谱并计算能量；
    (8)求取LF和HF的能量比值LF/HF；
    (9)当LF/HF大于门限值1时，判定为快速眼动睡眠状态；当LF/HF小于或等于门限值1时，则进入下步；
    (10)当LF/HF大于门限值2时，判定为非快速眼动睡眠状态；当LF/HF小于或等于门限值2时，则判定为觉醒状态。
  10. 根据权利要求9所述的一种缓解眼底血管病变的医疗装置的控制方法，其特征在于，所述门限值1为1.71，门限值2为0.996。
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